Gesichtet

Atomkraft (II): Risiken und Lösungen

Wie bereits dargelegt, weist moderne Atomtechnologie durchaus die Möglichkeit auf, die Energieversorgungsfrage in Zukunft lösen zu können. So ist Atomenergie nicht nur sauber, sondern auch vergleichsweise sicher, leistungsbeständig und regelungsfähig.

Jedoch birgt auch diese Technologie Risiken. Nicht nur die Reaktorunglücke in Tschernobyl und Fukushima zeigen eindrücklich, welche Zerstörung Atomenergie anrichten und welche Folgen es für Mensch und Natur haben kann; vorausgesetzt man verliert die Kontrolle.

Proteste gegen Castor-Transporte

Aber nicht nur Ausnahmefälle wie diese sorgen für ein Unbehagen in der Bevölkerung, wenn man von Atomkraft spricht. Auch vor atomarer Verstrahlung oder Belastung haben die Menschen Angst. Ebenso ist die Frage nach der Endlagerung nach wie vor nicht geklärt und teils heftig umstritten. Man erinnere sich nur an die massiven Proteste bei Castor-Transporten.

In Deutschland ist man über das Jahr einer Dosis von rund zwei Millisievert (mSv) ausgesetzt. Sv ist die Einheit, die die biologische Wirkung radioaktiver Strahlung auf Organismen beschreibt. Diese „Grundbelastung“ ist nicht überall gleich. So sind es in Finnland beispielsweise 7 mSv im Jahr, in Japan hingegen nur 1,5 mSv. Beeinflusst wird diese Umweltstrahlung vor allem durch die Bodenbeschaffenheit und dadurch auch die Lebensmittel und das Trinkwasser.

Auslandssemester in Finnland ein Gesundheitsrisiko?

Nun gibt es in Deutschland einen Grenzwert, der sich auf zusätzlich ein mSv beläuft. Diese zusätzliche Belastung wird als unbedenklich betrachtet. Wird man über ein Jahr also hierzulande mehr als 3 mSv Strahlung ausgesetzt, so gilt das als zu viel für unsere zarte Gesundheit. Jedoch kann bereits an dieser Stelle erheblicher Zweifel an besagtem „Grenzwert“ geäußert werden. Denn so müsste auch ein Auslandssemester in Finnland als erhebliches Gesundheitsrisiko eingestuft werden.

Eine andere Strahlendosis ist hier viel interessanter. So gelten 100 mSv/Jahr als biologischer Grenzwert, wie Professor Michael Atkinson vom Institut für Strahlenbiologie am Helmholtz-Zentrum München erklärt: „Wenn man 100 Menschen mit 100 mSv belastet, sterben statistisch gesehen 31 von ihnen an Krebs. Wenn man 100 Menschen nicht mit 100 mSv belastet, sterben statistisch gesehen 30 Menschen an Krebs.“

So wurden bei diesem biologischen Grenzwert niemals zusätzliche Krebserkrankungen bekannt. Warum dann nicht dieser Grenzwert auch im Alltag gilt, ist nicht ersichtlich. In der Umgebung eines Atomkraftwerkes ist die Jahresgesamtdosis übrigens wirklich höher: rund 0.3 mSv.

Anders sieht es bei hohen Kurzzeitdosen aus. So gilt hier der Grundsatz: Je größer der Zeitraum, in welchem man sich einer bestimmten Menge Radioaktivität aussetzt, ist entscheidend. Es macht einen großen Unterschied, ob man 100 mSv in einem Jahr oder einer Stunde ausgesetzt wird. Bei langen Zeiträumen, hat der Körper die Chance entgegenzuwirken. Beispielsweise durch die vermehrte Produktion von Antioxidantien oder einem programmiertem Zelltod der betroffenen Zellen. Im Übrigen sind rund 10.000 DNA-Brüche pro Tag zu verzeichnen, die zu Mutationen führen können. Bei unter 100 mSv/Jahr sind es lediglich einige wenige Brüche mehr pro Tag.

Ab wann die Krebsrate massiv steigt …

Richtig gefährlich wird es ab einer Dosis von 1.000 mSv in kurzer Zeit. Hier steigt die Krebsrate um rund 50 Prozent. Ab 2.500 msV drohen neben Krebs auch Neuronen- und Knochenschäden. Ab einer Dosis von 5.000 mSv ist die übliche Folge der Tod, zumindest ab 10.000 mSv ist es unter Garantie tödlich. Zum Vergleich: Eine Untersuchung mithilfe von Computertomografie (kurz: CT) geht mit der Belastung von 10 bis 100 mSv einher. In Fukushima wurden während der Katastrophe Spitzenwerte von 57 mSv/h gemessen – am 18. April im Erdgeschoss von Reaktorgebäude 3.

Es gibt aber auch Hinweise darauf, dass eine leicht erhöhte Strahlendosis auf Dauer die Abwehr des Körpers gegen höhere Strahlendosen stärken könnte. So war nach den Atombombenabwürfen in Japan 1945 unter den Personengruppen, die hohen Strahlendosen ausgesetzt waren, die Krebsrate deutlich erhöht. Bei denjenigen, die jedoch nur mit maximal 100 mSv/Jahr belastet wurden, sank die Krebsrate im Folgenden sogar ein wenig. Auch wurden in Taiwan rund 8.000 Menschen über Jahre hinweg mit mehr als 100 mSv/Jahr verstrahlt. Grund war der in den Neubauten verbaute radioaktive Baustahl.

Nach herkömmlicher Theorie – der sogenannten LNT-Theorie, nach der das Krebsrisiko proportional zur Strahlungsdosis steige – müsste bei besagter Personengruppe das Krebsrisiko um 30 Prozent höher gewesen sein. Jedoch sank die Krebsrate bei betroffenen Personen sogar. Auch eine Studie mit über 400.000 beruflich strahlenexponierten Personen aus 15 Ländern konnte keine erhöhten Krebsraten nachweisen.

Die Wiederverwertung von Atommüll

Nun zum zweiten Punkt: der Atommüll. Allein in Deutschland fallen jährlich mehrere hundert Tonnen Atommüll an, die irgendwo endgelagert werden müssten – und zwar für mindestens 300.000 Jahre. Das ist schlicht ein kaum oder nicht kalkulierbares Problem. Denn wer kann schon Planungssicherheit für einen so langen Zeitraum garantieren. Derzeit wird eine tiefe Versenkung im Erdboden angestrebt, Stichwort Gorleben.

Jedoch gibt es eine weitere Möglichkeit. So könnte man den Atommüll einfach wiederverwerten. Der Fachmann spricht vom „Schließen des Brennstoffkreislaufs“. Eine interessante Möglichkeit hat hierfür beispielsweise Russland gefunden in Form eines neuen Reaktortyps, dem BN-800. Dieser wurde in einem Block im AKW Beloyarsk gebaut und ist mit einer Leistung von 800 MW seit 2016 am Netz im kommerziellen Leistungsbetrieb. Vom amerikanischen Fachmagazin „POWER Magazine“ wurde der Reaktortyp als „Top Plant“ ausgezeichnet.

Hierbei handelt es sich um einen sogenannten „schnellen Reaktor“. Im Unterschied zu herkömmlichen Leichtwasserreaktoren „verbrennt“ dieser nicht nur Uran, sondern auch Plutonium und andere Transurane, also jene Stoffe, die bisher als Atommüll deklariert sind, weil sie in herkömmlichen Kraftwerken nicht weiter gespalten werden können. In diesem Abfall steckt jedoch noch 96 Prozent der Energie. Diese könnten damit genutzt werden und nicht nur die bisherigen vier Prozent.

Der BN-800 wird nicht mit Wasser gekühlt, sondern mit flüssigem Natrium. Dadurch gibt es hier kein Medium, das die frei werdenden Neutronen abbremst. So kann der Reaktor mit höheren Temperaturen arbeiten. Nämlich 490 Grad Celsius im Gegensatz zu den herkömmlichen 280 Grad. Das ermöglicht wiederum den Betrieb effektiverer Heißdampfturbinen.

Damit würde sich die thermodynamische Nettoeffizienz von 30 auf 40 Prozent erhöhen. Dabei werden die Reaktoren keinesfalls unter höherem Druck betrieben, da Natrium bei Normaldruck erst bei ca. 900 Grad Celsius siedet.

Effizienzsteigerung um Faktor 60

Auch kann der BN-800 aus Uran-238 Plutonium erbrüten. Das ist insofern ein Vorteil, als Uran in der Natur fast ausschließlich als U-238 vorkommt, nämlich zu 99,3 Prozent. In den herkömmlichen Leichtwasserreaktoren wird jedoch U-235 benötigt, was durch Anreicherung aus „Natururan“ gewonnen wird. Durch das direkte Erbrüten von Plutonium als Brennstoff aus U-238 könnte selbiges bis zu 60-mal effizienter genutzt werden als bisher. Dies würde die Reichweite der Uranvorkommen um den Faktor 60 verlängern. Und an dieser Stelle ist noch gar nicht von Thorium gesprochen worden, was in den schnellen Reaktoren ebenfalls verwendet werden kann.

Im Optimalfall wird hier also der ganze lang strahlende Atommüll verwertet (Halbwertzeit Plutonium: ca. 24.000 Jahre), was die lange Endlagerung hinfällig machen würde. So könnte in Deutschland die Endlagerung von derzeit 300.000 Jahren auf lediglich 300 Jahre um den Faktor Tausend verkürzt werden.

Recycling in Deutschland verboten

Durch die Verwertung des bisher angehäuften „Atommülls“ wäre Deutschland auch für mehrere Jahrzehnte, gar Jahrhunderte auf keine Uranimporte mehr angewiesen. Leider ist aus politischen Gründen das Recycling des Atommülls hierzulande nicht gestattet. Andere Länder, wie China, Indien planen den Bau von ähnlichen Reaktoren. Doch auch in Deutschland gibt es diesbezüglich Fortschritte – wenn auch bisher lediglich in der Forschung.

So hat ein Team von deutschen und internationalen Physikern einen neuen Reaktor der Generation IV konzipiert – den Dual-Fluid-Reaktor –, welcher angeblich das Endlagerungsproblem lösen könnte und dabei das Risiko einer Kernschmelze ausschließen soll. Im Falle einer partiellen Kernschmelze fließt in diesem Reaktor das flüssige Material aufgrund der Schwerkraft in dazu vorgesehene Tanks, die den hohen Temperaturen problemlos standhalten können. Dadurch wird eine Kettenreaktion, die in der Vergangenheit für Katastrophen sorgte, unmöglich. Auch bedarf es keiner großen Flächen wie bei Wind- und Solaranlagen. Mienen wären ebenso überflüssig. Denn der Brennstoff – Atommüll und abgereichertes Uran – ist schon für Jahrhunderte der Energieversorgung vorhanden.

Und auch in Russland wird dieses Jahr zumindest über den Bau des Nachfolgers, des BN-1200, entschieden, der als Reaktortyp der Generation IV eine 50 Prozent höhere Leistung haben soll bei gesteigerter Sicherheit.

Restrisiko bleibt

Schlussendlich gilt aber auch hier die Devise: ein gewisses Restrisiko bleibt bestehen und wird es auch immer geben. Das ist aber im Falle von Atomkraft kein Sonderfall. Ein Restrisiko besteht bei jeder Technologie, vor allem bei jenen, welche unsere moderne Welt zusammenhalten. Jede Chemiefabrik ist trotz Sicherheitsprotokollen immer ein potenzielles Umweltrisiko. Jede Auto- oder Zugfahrt birgt das Risiko eines Unfalls. Bergbau birgt Risiken für Mensch und Natur, ebenso die moderne Landwirtschaft. Und zumindest im Vergleich mit anderen Kraftwerkstypen, wie Kohle, Öl oder Windenergie ist Atomkraft – statistisch gesehen – vergleichsweise harmlos.

Die Frage ist auch nicht, ob 100-prozentige Sicherheit garantiert werden kann, denn das kann sie niemals. Vielmehr müssen wir uns fragen, was uns die Errungenschaften moderner Zivilisation wert sind. Alles hat seinen Preis. Natürlich könnten wir auf all das verzichten. Die Konsequenz wäre jedoch die Rückkehr in ein vorindustrielles Zeitalter. Der Traum von einer Gesellschaft ohne Schattenseiten und Risiken bei Beibehaltung aller positiven Seiten ist ein Utopia: die Schaffung des Paradieses auf Erden.

(Bild: Pixabay)


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